Identificación de un ambiente desconocido e implementación de un grafo de visibilidad para el cambio de configuración de un robot

Abstract

Resumen

En este artículo se presenta una propuesta para la construcción de grafos de visibilidad como método de planificación de movimientos en un ambiente desconocido, mediante el uso de un sistema de sensores en un robot Lego Mindstorm NXT. La tarea a cumplir es la de obtener la ubicación de los diferentes vértices de los obstáculos, utilizando los datos proporcionados por el sistema de sensores. Estos datos adquiridos, tienen la finalidad de generar un grafo de visibilidad con todas las posibles trayectorias a recorrer por el robot en el ambiente identificado, el cual es representado gráficamente en un ordenador apoyándose en una comunicación vía Bluetooth constante entre el robot y el ordenador. Con el grafo de visibilidad generado se busca obtener la ruta óptima libre de colisiones a realizar por el robot desde una configuración inicial a una configuración final. Con relación a otras propuestas de geometría computacional el robot ya no es considerado como “un punto” sino que tiene la posibilidad de recorrer las rutas que su estructura le permite en el grafo de visibilidad evitando colisiones con el ambiente.

Palabras clave

Algoritmo de visibilidad, Grafo de visibilidad, Inteligencia artificial, Planificación de movimientos, Robótica.

Abstract

This paper presents a proposal for the construction of visibility graphs as a motion planning method in an unknown environment, using a Lego Mindstorm NXT robot equipped with a sensor system. The task to be accomplished is to obtain the location of the different vertex of the obstacles, using data provided by the sensor system. Acquired data serve to generate a visibility graph with all possible paths for the robot in the identified environment, which is represented graphically on a computer using a permanent Bluetooth communication between the robot and the computer. Having the generated visibility graph we look for the optimal collision-free path for the robot, from an initial configuration to a final configuration. Regarding other computational geometry proposals, the robot is no longer viewed as "a point", instead of that it has the possibility of traversing routes allowed by its structure, according to the visibility graph avoiding collisions with the environment.

Keywords

Artificial intelligence, Movement planning, Robotics, Visibility algorithm, Visibility graph.

Résumé

Cet article présente une proposition pour la construction de graphes de visibilité comme une méthode de planification de mouvements dans un environnement inconnu, au moyen de l´usage de un système de capteurs dans un robot Lego Mindstorm NXT. La tache à réaliser est d´obtenir l´emplacement des différents sommets des obstacles, en utilisant les données trouvés par le système de capteurs. Les données acquis, servent pour générer un graphe de visibilité avec toutes les possibles trajectoires à parcourir par le robot dans un environnement identifié, lequel est représenté graphiquement sur un ordinateur en s´aidant sur une communication Bluetooth constant entre le robot et l´ordinateur. Avec le graphe de visibilité générée on cherche d´obtenir la route optimale qui soit libre de collisions pour être passé d´une configuration initial à une configuration finale. Par rapport à des autres propositions de géométrie computationnelle le robot n´est plus considéré comme « un point » mais il a la possibilité de parcourir les routes que son structure le permet dans le graphe de visibilité en évitant des collisions avec les objets de son environnement.

Mots-clés

Algorithme de visibilité, graphe de visibilité, intelligence artificiel, planification de mouvements, robotique.